航空航天用关键零部件抗疲劳制造技术

一、成果基本信息

二、成果简介

长期以来，我国在航空航天用齿轮、螺栓、轴承等关键零部件制造技术上一直以加工成形精度为主要判据，并未意识到影响构件疲劳性能的重要因素及其复杂性。“成形制造”加工过程中，加工工艺对表面的损伤，以及对表面结构完整性的破坏，对表层组织应力状态的改变等因素，加剧了关键件加工成形后在服役过程中的疲劳强度应力集中敏感现象，使得关键件的失效往往从成形加工过程中所造成的表面缺陷、损伤处开始，导致了关键件早期的疲劳破坏。高可靠、长寿命关键零部件成为航空航天装备制造“卡脖子”技术之一，严重影响到我国国家安全和重点型号产品自主可控。该技术成果以“抗疲劳制造”为判据，创新性提出齿轮钢、弹簧钢等基体组织调控新理论、新技术，提高材料强塑性，降低疲劳裂纹扩展速率，提高构件疲劳寿命；开发齿轮、螺栓、弹簧等构件表面强化和改性新技术，阐明了表面复合渗的调控机制和表面高能改性强化机制，获得高残余压应力、高硬度、高改性层深度、高光洁度的表面，大幅提高构件的耐磨性和疲劳寿命；建立了多场耦合条件下构件疲劳寿命评估模型，开发了构件寿命评价预测新技术。已在中国载人航天工程对接机构齿轮系、探月工程嫦娥系列传动系统齿轮系、火星探测器精密减速器、航空飞机操作杆传动系统、载重汽车正时齿轮、航空发动机紧固螺栓、高铁转向架弹簧等构件制造中得到应用。

三、成果转化预期：通过该技术成果的实施，大幅提高航空、航天用关键零部件服役寿命，预计发动机锻造叶片、涡轮盘寿命在现有1500小时基础上提高到3000小时，燃油泵传动轴、高强度紧固件服役寿命在现有2000小时基础上提高到6000小时，实现我省关键零部件制造水平跨越式发展。

四、前期已转化取得的社会经济效益:该成果应用在贵州群建精密机械有限公司的重载汽车发动机齿轮及精密减速器上，生产的齿轮及精密减速器已成功在菲亚特、五十铃、江铃、东风等重卡发动机上批量配套，并进入菲亚特、五十铃全球采购体系。贵州群建精密机械有限公司在9年中销售收入达到近11亿元，近5年(2015.01.01-2019.12.31)在重载汽车发动机齿轮及精密减速器实现新增销售收入超过7.56亿元，新增利润6875.36万元，新增税收679.9。该项目的实施，解决了零件复杂结构机械加工难题，减少了机械加工，节省了本项目实施后，形成了高端齿轮核心标准体系，实现了高端齿轮的国产化，替代进口，促进我国航空航天、发电、高速机车、重型卡车、大型工程机械、大型船舶及钻井平台等高端制造业发展，解决了国家战略重点工程配套零部件缺乏问题，缩小与美国、日本、欧洲等国家的技术差距。促进我国重大工程及高新技术产业的发展，实现我国高端齿轮制造技术和产品升级，打破国外高端齿轮及材料生产技术的封锁，使我国成为真正的装备制造工业强国。抗疲劳制造齿轮关键技术及应用成果技术难度大，复杂程度高，丰富了长寿命高精度齿轮领域的相关基础理论，促进了新技术和新设备的研发与原材料。公司组建了机器人自动化柔性单元，改进了齿轮生产流程，降低了产品的生产周期与成本，生产效率提升30%，年新增齿轮约50万件，降低人工成本80%。在项目研发和产业化实施过程中，获授权专利28项，其中发明专利8项，发表论文30余篇；已培养博士生11人，硕士生50余人及一批企业专业技术人员。该项目实现了长寿命高端齿轮重大关键技术的自主创新与大规模工业化应用，其中VC46和C9系列齿轮搭载发动机通过日本五十铃和意大利菲亚特总部的台架2000h耐久试验，成功替代进口应用于五十铃、菲亚特及江铃等重卡发动机大批量配套，产品质量达到国外优秀企业产品同等水平，为产品的顺利出口提供了相应的质量认证。

特别声明

1.本公告仅对成果进行推介，接受意向方咨询与洽谈，以上介绍中的内容仅供参考。

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项目联系人 ：赵经理  

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